向泽
- 作品数：9 被引量：92H指数：6
- 供职机构：湖南大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖南省交通科技项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 正交异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳性能被引量：16
- 2018年
- 为了揭示正交异性钢桥面板弧形切口母材的开裂机理,采用有限元程序ANSYS建立钢箱梁节段模型与钢桥面板单元子模型,为确保计算的精确性,进行了网格无关性检查,分析了弧形切口疲劳细节在移动轮载作用下的应力响应特征,分别采用热点应力法与名义应力法评估了弧形切口细节的疲劳性能,并研究了横隔板厚度与切口形状对构造细节应力的影响。研究结果表明:弧形切口细节应力影响线长度在纵桥向为横隔板间距的2倍,因而可用疲劳车的中轴组单独加载,根据AASHTO LRFD,1辆5轴疲劳车会在该构造细节上产生2或3个应力循环;弧形切口在纵、横桥向的最不利荷载位置分别为轮载中心作用于纵肋腹板与面板交界处和中轴前轮作用于距横隔板0.3m处;弧形切口边缘应力集中点的应力方向与水平面的倾角为67.2°;疲劳评估结果与名义应力提取位置密切相关,可采用热点应力法并基于FAT125的疲劳寿命曲线进行弧形切口的疲劳评价,也可根据疲劳等效原则提取距切口边缘5mm处的应力,并基于名义应力法开展疲劳评价;建议采用Eurocode 3中圆弧半径较大的公路桥梁切口形状,其热点应力与研究的切口形状相比降低了12.4%,且当横隔板厚度不小于12mm时,弧形切口细节的应力幅小于截止应力幅,为无限疲劳寿命;横隔板弧形切口的开裂与切口形状不佳、横隔板厚度偏小、制造工艺不完善以及货车通行量大等因素密切相关。
- 祝志文向泽李健朋
- 关键词：桥梁工程正交异性钢桥面板有限元分析
- 2种弧形切口对RF构造细节疲劳性能影响的现场监测被引量：6
- 2020年
- 现场监测能真实反映结构的构造细节、边界约束和桥面加载条件,是正交异性钢桥面板疲劳评价最合理有效的方法之一。基于某正交异性桥面板钢箱梁桥,通过监测随机车流下同一车道紧邻的2个横隔板上疲劳敏感构造细节的应力响应时程,对比2种不同弧形切口正交异性钢桥面板构造细节的应力响应;通过雨流计数法获取构造细节应力谱,再基于米勒线性累积损伤准则计算疲劳等效应力幅和等效加载次数;最后基于AASHTO LRFD规范条文计算相关构造细节的疲劳寿命。研究结果表明:横隔板弧形切口构造细节总应力是面内应力分量主导,小弧形切口峰值应力时面外应力对总应力的比不大于23%,而大弧形切口仅略减小到20%,但大弧形切口削弱了横隔板腹板,使得传递面内竖向应力的面积减小,反而增大了弧形切口构造细节的应力,因而大弧形切口构造细节的疲劳寿命仅为10.6年,低于小弧形切口的14.2年;对纵肋-横隔板(Rib-to-floorbeam,RF)焊缝构造细节而言,大弧形切口减轻了RF之间的相互约束,能一定程度减小RF纵肋侧和RF横隔板侧的应力响应;但增大了RF围焊处因弯曲产生的压应力,从而导致横向泊松效应在该构造细节处产生大的二次应力;采用小弧形切口时估计的纵肋-横隔板焊缝构造细节的疲劳寿命大于100年,而采用大弧形切口对应寿命仅为31年。研究结果可为正交异性钢桥面板抗疲劳设计和加固提供有益的参考。
- 祝志文李健朋黄炎钟国琛向泽
- 关键词：桥梁工程正交异性钢桥面板弧形切口应力分析
- 大尺寸纵肋顶板-U肋构造细节的受力分析被引量：6
- 2016年
- 为研究正交异性钢桥面板横隔板无外切口大尺寸U肋-顶板焊接构造细节的疲劳性能,建立有限元模型,计算得到该构造细节在轮载作用下的应力随轮载位置变化的规律和相应应力幅,并与传统尺寸正交异性钢桥面板的受力情况进行对比。研究表明:大尺寸U肋正交异性钢桥面板的应力影响线较长,受力性能与传统正交异性钢桥面板有差别;当轮载作用在U肋上方面板的面积越多时,构造细节的应力越大;构造细节面板处的面外弯曲应力较大,而U肋腹板处的面外应力很小。
- 祝志文向泽
- 某正交异性板钢桥弧形切口疲劳开裂的现场监测分析被引量：12
- 2018年
- 正交异性桥面板弧形切口开裂问题在早期建成的钢桥上时有发生。通过现场监测随机车流下弧形切口的应力时程,获得弧形切口的应力谱,基于等效损伤原则获得构造细节的等效应力幅和加载次数,并基于AASHTO规范开展弧形切口疲劳评价。研究结果表明:横隔板弧形切口仅能分别轴组,在超载车辆作用下,横隔板弧形切口将产生很大的应力响应,应力峰值可能会超过钢材的设计应力。弧形切口面内应力主导,横隔板厚度增大可以有效降低总体应力水平。结果显示弧形切口疲劳寿命远小于设计寿命,横隔板偏薄、货车通行比例高、通行量大和超载严重是导致该桥过早出现疲劳开裂的主要原因。
- 祝志文黄炎陈魏向泽
- 关键词：正交异性钢桥面板弧形切口应力监测
- 钢-UHPC组合桥面闭口纵肋−横隔板接头疲劳性能被引量：3
- 2021年
- 为研究新型钢-UHPC组合正交异性桥面纵肋−横隔板接头疲劳性能,基于一座现场桥梁,建立精细化双尺度有限元模型,获得构造细节在轮载下的应力响应。分析其力学特性,并采用热点应力法评估其疲劳性能。研究结果表明:纵肋−横隔板接头应力状态复杂,构造细节处存在显著应力集中,为疲劳易损细节。焊缝末端细节以面外弯曲应力为主,包括扭转效应与泊松效应;横隔板侧细节由面内应力和面外应力组成。为进一步改善纵肋−横隔板接头疲劳性能,分析了UHPC刚度效应,并探讨切口尺寸的影响。通过将50 mm厚UHPC层与40 mm切口间隙相结合,使纵肋−横隔板接头实现了无限疲劳寿命,能应用于交通量大的桥梁工程。
- 向泽向泽
- 关键词：正交异性钢桥面超高性能混凝土热点应力
- 货运繁重公路正交异性板钢桥弧形切口的疲劳性能被引量：45
- 2017年
- 为研究货运繁重公路上某正交异性钢桥面弧形切口开裂现象,基于动态称重系统(WIM)得到了疲劳车模型,并建立了钢箱梁节段模型和桥面板子模型,开展了该钢桥弧形切口应力响应分析和疲劳寿命评估。研究表明:横隔板弧形切口的应力局部效应非常明显,其横桥向应力影响线长度在2个纵肋范围左右,纵桥向应力影响线长度在2个横隔板范围左右;弧形切口仅能分辨轴组,而不能分辨轴组内单轴,因而1辆疲劳车加载可以在弧形切口产生2个大应力幅,分别对应中间双联轴和后面的三联轴;弧形切口在最小净截面处存在显著应力集中,周围存在明显的应力梯度,越靠近弧形切口边缘,应力梯度越明显,其最大主应力方向与实桥开裂形态相符;面内应力显著主导弧形切口应力响应,横隔板存在一定的面外变形,适当增加横隔板的厚度,可有效降低弧形切口应力水平;考虑轮载横桥向分布,纵肋R18和R19之间的弧形切口疲劳寿命为6~13年,这与实桥弧形切口疲劳开裂时间和位置均比较吻合;货车通行比例高、通行量大和超载严重是导致该桥过早出现疲劳开裂的主要原因;提出的实测疲劳车模型能为货运繁重公路上的钢桥,特别是正交异性钢桥面板疲劳设计和评价提供重要的参考。
- 祝志文黄炎向泽麦鹏
- 关键词：桥梁工程弧形切口
- 货运繁重公路的车辆荷载谱和疲劳车辆模型被引量：21
- 2017年
- 为研究货运繁重公路的车辆荷载谱和疲劳车辆模型,基于佛山平胜大桥的动态称重系统采集的多时段车流数据,归类出了车辆荷载谱的10类代表车型,分析了代表车型的轴距、质量、轴重和超载数据,以及沿不同车道的车辆和轴重分布特性,提出了可用于钢桥疲劳评估的车辆荷载谱;以疲劳加载率最大的六轴车辆为原型,基于疲劳损伤等效原则分别提出了桥梁单向重载车道的疲劳车辆模型和简化疲劳车辆模型。计算结果表明:平胜大桥呈现货运繁重公路的典型特征,车辆日均通行总量达到了45 065veh,约为《AASHTO LRFD》定义的日均通行量20 000veh的2.3倍;疲劳车辆在全部交通流中的比例为51.6%,为《AASHTO LRFD》定义的20.0%的2.6倍;货车占疲劳车辆总数的45.2%,主要分布于重载车道,而且通行货车超载比例占到相应车型的30%~70%,最大超载货车达到了132.5t;两轴货车超载率为29.0%,等效质量达到17.5t,后轴等效轴重达到12.1t,因而不能忽略两轴货车的疲劳加载贡献。对比《AASHTO LRFD》五轴标准疲劳车辆模型(前轴轴重为2.6t,中间双联轴和后面双联轴的单轴轴重均为5.4t)和简化标准疲劳车辆模型(前轴为2.6t,中轴和后轴均为10.8t),提出的六轴单向疲劳车辆模型总质量为33.1t,前轴轴重为3.6t,中间双联轴和后面三联轴的单轴轴重均为5.9t;简化单向疲劳车辆模型的前轴轴重为3.6t,中轴和后轴分别为11.8、17.7t;针对重载车道提出的六轴疲劳车辆模型总质量达到了36.5t,前轴轴重为4.0t,联轴中的单轴轴重均为6.5t;对应的重载车道简化疲劳车模型的前轴轴重为4.0t,中轴和后轴轴重分别为13.0、19.5t。
- 祝志文黄炎向泽
- 关键词：超载动态称重
- 大跨度斜拉桥主梁气动力特性的大涡模拟被引量：5
- 2013年
- 为验证大涡模拟方法在获得桥梁主梁气动力特性上的可行性,开展了均匀流中大跨度斜拉桥扁平钢箱梁在Re=1.27×105下的绕流场三维计算流体动力学分析.大涡模拟方法采用Smagorinsky压格子湍流封闭模型,基于网格和时间步长无关检查确定的计算参数,获得了主梁气动系数统计平均值、脉动值和漩涡脱落St数随来流攻角的变化,表明三维主梁绕流漩涡脱落的频率带宽分布和展向不同步特征.基于主梁表面非定常压力时程的统计平均值和RMS值分布,分析了主梁表面的流动分离和再附特征,并建议了风洞试验测压孔的合理布置形式.与风洞实验相关结果的对比表明,大涡模拟方法是获得桥梁主梁气动力特性和绕流机理的有效方法.
- 祝志文陈魏向泽陈政清
- 关键词：大跨度桥梁大涡模拟箱梁
- 无切口钢-UHPC组合桥面纵肋-横隔板接头疲劳性能
- 2021年
- 为解决正交异性钢桥面纵肋-横隔板接头疲劳开裂问题,根据正交异性钢桥面构造特点,提出了一种疲劳性能良好的新型无切口正交异性钢-UHPC组合桥面,能简化制造工艺,提高经济性能。基于ANSYS数值分析平台建立双尺度有限元模型,采用欧洲规范疲劳荷载模型III开展纵桥向移动加载,获得了纵肋-横隔板接头在3种典型横向位置下的轮载热点应力响应曲线。结合轮载作用下的应力云图和变形图,揭示了构造细节力学机理,评估了疲劳性能,并探讨了构造参数的影响。应力响应曲线表明:纵肋-横隔板接头在轮载作用下的应力响应以受压为主,局部效应显著,纵桥向应力影响线短,因而可根据轮载应力响应曲线识别轴组中的单轴。应力云图和变形图表明:构造细节在轮载作用下出现了显著应力集中,因新型桥面横隔板截面削弱较小,横隔板侧应力梯度小于纵肋侧。纵肋-横隔板接头应力最大点均不在纵肋正底部位置,而是与纵肋中心线成一定角度。由于纵肋-横隔板接头与面板距离较大,UHPC层和面板厚度对其疲劳性能改善并不明显。增加横隔板厚度能减小横隔板侧应力幅,但会增加纵肋侧应力幅,横隔板厚度可取10 mm。增大纵肋腹部厚度可有效减小纵肋侧应力幅,16 mm的纵肋腹部厚度可使得纵肋-横隔板接头实现无限疲劳寿命。
- 向泽向泽
- 关键词：桥梁工程应力幅
